- Mediante el uso de un proceso natural llamado enfriamiento radiativo del cielo, los científicos pudieron construir un modelo funcional de un generador.
- Al capturar el calor que se eleva desde el suelo y usar partes de la plataforma, pudieron generar suficiente electricidad para una bombilla LED.
- Con mejores partes, ya podrían tener suficiente para cargar un teléfono.
La temperatura de la superficie de la Tierra es generalmente bastante estable, pero de alguna manera tiene que dejar que se caliente. Cuando las olas de calor se levantan de una acera, por ejemplo, se disipan en aire más frío. Ese proceso de enfriamiento finalmente llega a la atmósfera superior y luego a los alrededores fríos y sin vida del espacio, en un proceso llamado enfriamiento por cielo radiactivo. Los científicos quieren usar los principios detrás del enfriamiento radiativo del cielo para crear una fuente de energía de bajo costo que pueda ayudar a las personas de todo el mundo que carecen de electricidad estable.
"Este efecto ocurre naturalmente todo el tiempo, especialmente en noches despejadas", dice en un comunicado de prensa el autor del estudio Aaswath Raman, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería Samueli de la UCLA. "El resultado es que el objeto que expulsa el calor, ya sea un automóvil, el suelo o un edificio, estará un poco más frío que la temperatura ambiente".
El enfriamiento radiactivo del cielo ocurre donde hay un suelo y un cielo. Una superficie que mira hacia el cielo eventualmente expulsará parte de su calor, y ese rechazo toma la forma de radiación térmica.
El aire de la atmósfera de la Tierra no tiene una temperatura tan estable como el suelo. La tecnología del equipo de UCLA utiliza esas diferencias de temperatura para su ventaja. Captura parte del calor del aire circundante que de otro modo se elevaría hacia el cielo. Ese calor luego se convierte en electricidad.
Para demostrar que su tecnología podría proporcionar electricidad renovable a bajo costo, los investigadores construyeron un dispositivo de prueba de concepto utilizando piezas compradas en ferreterías y tiendas de suministros electrónicos. ¿El costo total? Menos de $ 30.
Al probar el sistema, los científicos utilizaron una azotea en Stanford, California, a fines de diciembre de 2017 en condiciones de cielo despejado. Era de noche y hacía frío, con temperaturas que oscilaban entre -1 y -3 grados Celsius durante las pruebas. Luego, sacaron un disco de aluminio pintado de negro en un lado, que daba al cielo.
El equipo luego usó el disco negro para irradiar el calor emitido por el aire circundante. Un generador termoeléctrico, que produce voltaje eléctrico en respuesta a una diferencia de temperatura, convirtió el calor en electricidad.
¿El final resulto? El equipo generó 25 milivatios por metro cuadrado, lo que podría alimentar una sola bombilla LED. Eso es menos que una sola célula solar, pero las dos no necesitan trabajar en oposición.
Los paneles solares funcionan mejor durante el día, y los discos negros funcionan mejor por la noche. Y con un equipo mejor que el que compraron en el estante, los investigadores estiman que podría generar 0,5 vatios por metro cuadrado, aproximadamente 20 veces más de lo que se genera en la azotea.
Eso sería suficiente para cargar un teléfono inteligente o toda una habitación llena de luces LED.
"Creemos que esta es una demostración intrigante de cómo se puede acceder al frío del espacio como un recurso de energía renovable y dar como resultado cantidades modestas pero utilizables de electricidad", dice Raman. “Creemos que también podría formar la base de una tecnología complementaria a la energía solar. Si bien la potencia de salida siempre será sustancialmente más baja que la de los dispositivos solares, esta nueva tecnología puede funcionar a horas en que las células solares no pueden ".
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